Физическим износом первого рода называется износ, накопившийся в результате нормальной эксплуатации.

Физическим износом второго рода называется износ, возникающий вследствие стихийных бедствий, аварий, нарушений норм эксплуатации и т.д.

По времени протекания различают износ непрерывный и аварийный.

Непрерывным износом называется постепенное снижение технико-экономических показателей объекта при правильной, но длительной его эксплуатации. Один из видов непрерывного износа - механический износ узлов и деталей, влияющий в основном на движущиеся части машин и механизмов.

Аварийным износом называется быстрый по времени износ, достигающий таких размеров, что дальнейшая эксплуатация объекта становится невозможной, например, пробой кабеля. По характеру протекания аварийный износ действительно моментальный, но по сути он является следствием непрерывного скрытого износа.

Аварийный износ по внешним причинам связан с ошибками персонала, резкими скачками питающих напряжений, несоответствием между требуемыми и имеющимися расходными материалами.

Скрытым износом называется износ, который непосредственно не влияет на технические параметры оборудования, но увеличивает вероятность аварийного износа.

По степени и характеру распространения различают глобальный и локальный виды износа.

Глобальным износом называется износ, распространяющийся на весь объект в целом.

Локальным износом называется износ, в разной степени поражающий различные узлы и детали объекта.

По технической возможности и экономической целесообразности восстановления утраченных потребительских свойств физический износ бывает устранимым и неустранимым.

Устранимый износ - износ, устранение которого физически возможно и экономически оправдано, т.е. износ, допускающий ремонт и восстановление объекта с технической точки зрения и оправданный с точки зрения экономической.

Неустранимый износ, т.е. износ, который невозможно устранить из-за конструктивных особенностей объекта или нецелесообразно устранять по экономическим соображениям, так как расходы на устранение (ремонт оборудования или замену деталей или узлов) превышают прирост стоимости соответствующего объекта.

По форме проявления физический износ бывает техническим и конструктивным.

Техническим износом называется снижение фактических значений технико-экономических параметров объекта по сравнению с нормативными, паспортными данными.

Конструктивным называется износ, под которым понимается ухудшение защитных свойств внешних покрытий.

Другим проявлением износа служит увеличение издержек на изготовление продукции в части материалов, энергии, а также расходов на техобслуживание и ремонт, значительно превышающих средний уровень затрат для аналогичного нового оборудования. Иногда с увеличением физического износа увеличения издержек не происходит и затраты остаются ниже среднего уровня. Подобная ситуация может указывать на наличие отложенного ремонта и увеличение скрытого износа.

Величина физического износа объекта в процессе эксплуатации зависит от множества факторов:

степени загрузки объекта, продолжительности работы, интенсивности использования;

качества объекта - совершенства конструкции, качества материалов и т.д.;

особенностей технологического процесса, степени защиты объекта от внешней среды;

условий эксплуатации - наличия пыли и абразивных загрязнений, повышенной влажности и т.д.;

качества ухода;

Квалификации обслуживающего персонала.

В результате физического износа снижается производительность машин и оборудования. Это вызвано в первую очередь увеличением простоев, вызванных ремонтом и обслуживанием, уменьшающих полезный фонд рабочего времени. Кроме того, износ машины с некоторого момента времени начинает сказываться и на ряде технических параметров, что также снижает выработку. Например, у металлорежущего оборудования падает точность обработки, в результате требуются более частые проверки и подналадки, увеличивается выход бракованной продукции. По статистике производительность падает до 25% за 10 лет эксплуатации [22].

Величина физического износа зависит от срока службы и ресурса. Срок службы измеряется календарной продолжительностью эксплуатации машин и оборудования до наступления предельного состояния, а ресурс - наработкой. Для разных видов техники установлены нормативные сроки службы. Однако реальные сроки службы машин сильно варьируются, как отмечалось выше, из-за воздействия многих факторов: интенсивности и режима эксплуатации, наличия пиковых нагрузок, качества и периодичности технического обслуживания и ремонтов, состояния окружающей среды и т.д.

Оборудование с износом до 5% условно можно отнести к новому, т.к. в таком состоянии у него еще нет видимых дефектов и практически не изменены технические параметры. Со временем технические параметры начинают заметно ухудшаться, накапливаются видимые дефекты, оборудование начинает быстро дешеветь. Постепенно темп изменения стоимости оборудования падает, оно пригодно к дальнейшей эксплуатации, но требует ремонта или замены короткоживущих элементов уже на данной стадии эксплуатации. Такое положение сохраняется достаточно долго, но, начиная с какого-то момента, некоторые детали и узлы начинают выходить из строя, технические параметры оборудования резко ухудшаются, оно начинает резко дешеветь.

При переходе в стадию предельного износа изделие не способно выполнять целый ряд функций и в любой момент может полностью выйти из строя. В нормативно-технической документации для каждого вида машин и оборудования указывается критерий предельного состояния. Характерной особенностью данной стадии является экономическая нецелесообразность ремонта изделия в случае его выхода из строя. Эта стадия отсутствует у целого ряда изделий, например, ядерный реактор демонтируют, не доводя до предельного состояния.

Работоспособное состояние любой, даже очень старой машины, можно восстановить, поэтому такие машины можно эксплуатировать значительно дольше срока их экономической жизни, заменяя выходящие из строя детали и узлы новыми.

В какой-то момент времени машина ломается и больше не может выполнять своих функций, ее стоимость резко падает до некоторого уровня - утилизационной стоимости.

Процесс развития физического износа протекает неравномерно и соответственно неравномерно снижается стоимость объекта.

Технологические методы определения физического износа основаны на осмотре объектов оценки, испытании в различных режимах работы, измерении параметров и характеристик, оценке реального износа важнейших узлов, выявлении и оценке внешних и внутренних дефектов и потери товарной стоимости. При прямом определении износа производятся различные испытания его технических параметров, при этом могут измеряться как все значимые параметры функционирования изделия, так и только основные. Например, при испытаниях станков измеряются такие параметры, как минимальная и максимальная скорость оборотов шпинделя, максимальная мощность, расход электроэнергии, сила вибрации различных узлов при различных степенях загрузки, электрическое сопротивление силовых кабелей, а также измеряются все параметры изготовленного на данном станке тестового изделия.

 

3) КЧ 38-12 ковкий чугун с временным сопротивлением 38 кгс/мм^2 и относительным удлинением в 12%

Билет № 7

1. Классификация металлов

2. Способы защиты металлов от коррозии.

3.Расшифровать:ПЭЛ

1) Все металлы условно поделены на черные и цветные. Черные металл обычно имеют темно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочных), высокую температуру плавления, относительно высокую твердость. Некоторые из них (железо, титан, кобальт, марганец, цирконий, уран и др.), обладают полиморфизмом (аллотропией). Наиболее типичным черным металлом является железо.

Цветные металлы имеют красную, желтую, белую окраску. Они обладаю большой пластичностью, малой твердостью, низкой температурой плавления. Известно, что олово имеет полиморфизм. Типичный представитель – медь.

К черным металлам относятся:

· − железные металлы – железо, кобальт, никель, марганец;

· − тугоплавкие металлы; имеют температуру плавления выше чем у железа, т.е. более 15390С

· - титан, ванадий, хром, цирконий, ниобий, молибден, вольфрам, технеций, гафний, рений;

· − урановые металлы (актиноиды) – торий, актиний, уран, нептуний, плутоний и др. (с 89 до 103 элемента);

· − редкоземельные металлы (с 57 -71 элементы), лантан, церий, ниодим и д.р.;

· − щелочноземельные металлы

· - литий, натрий, кальций, калий, рубидий, стронций, цезий, барий, франций, родий, скандий.

К цветным металлам относятся:

· − легкие – бериллий, магний, алюминий;

· − благородные металлы

· - рутений, радий, палладий, осмий, иридий, платина, золото, серебро и полублогородная медь;

· − легкоплавкие металлы – цинк, кадмий, ртуть, галлий, индий, талий, германий, олово, свинец, мышьяк, сурьма, висмут.

К металлам и сплавам относятся вещества получаемые порошковой металлургией.

Классификация неметаллических материалов:

· − органические и неорганические полимеры;

· − пластмассы;

· − композиционные материалы;

· − каучуки и резины;

· − клеящие материалы и герметики;

· − лакокрасочные покрытия;

· − графит;

· − стекло;

· − керамика.

 

2) Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и решение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов.

Идеальная защита от коррозии на 80 % обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материа­лов и способом их нанесения^[6]. Наиболее производительным и эффективным методом подготовки поверхности перед дальнейшей защитой субстрата является абразивоструйная очистка.

Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

1. Конструкционный

2. Активный

3. Пассивный

Для предотвращения коррозии в качестве конструкционных материалов применяют нержавеющие стали, кортеновские стали, цветные металлы. При проектировании конструкции стараются максимально изолировать от попадания коррозионной среды, применяя клеи, герметики, резиновые прокладки.

Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойного электрического слоя. Применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока, напряжение выбирается с целью повышения электродного потенциала защищаемого металла. Другой метод — использование жертвенного анода, более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие.

В качестве защиты от коррозии может применяться нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента (пассивный метод).

Кислородная коррозия оцинкованного железа

Кислородная коррозия железа, покрытого оловом

Красочное покрытие, полимерное покрытие и эмалирование должны, прежде всего, предотвратить доступ кислорода и влаги. Часто также применяется покрытие, например, стали другими металлами, такими как цинк, олово, хром, никель. Цинковое покрытие защищает сталь даже когда покрытие частично разрушено. Цинк имеет более отрицательный потенциал и корродирует первым. Ионы Zn²⁺ токсичны. При изготовлении консервных банок применяют жесть, покрытую слоем олова. В отличие от оцинкованной жести, при разрушении слоя олова корродировать, притом усиленно, начинает железо, так как олово имеет более положительный потенциал. Другая возможность защитить металл от коррозии — применение защитного электрода с большим отрицательным потенциалом, например, из цинка или магния. Для этого специально создаётся коррозионный элемент. Защищаемый металл выступает в роли катода, и этот вид защиты называют катодной защитой. Растворяемый электрод, называют, соответственно, анодом протекторной защиты. Этот метод применяют для защиты от коррозии морских судов, мостов, котельных установок, расположенных под землей труб. Для защиты корпуса судна на наружную сторону корпуса крепят цинковые пластинки.

Если сравнить потенциалы цинка и магния с железом, они имеют более отрицательные потенциалы. Но тем не менее корродируют они медленнее вследствие образования на поверхности защитной оксидной плёнки, которая защищает металл от дальнейшей коррозии. Образование такой плёнки называют пассивацией металла. У алюминия её усиливают анодным окислением (анодирование). При добавлении небольшого количества хрома в сталь на поверхности металла образуется оксидная плёнка. Содержание хрома в нержавеющей стали — более 12 процентов.

Газотермическое напыление[править | править вики-текст]

Для борьбы с коррозией используют также методы газотермического напыления. С помощью газотермического напыления на поверхности металла создается слой из другого металла/сплава, обладающий более высокой стойкостью к коррозии (изолирующий) или наоборот менее стойкий (протекторный). Такой слой позволяет остановить коррозию защищаемого металла. Суть метода такова: газовой струей на поверхность изделия на огромной скорости наносят частицы металлической смеси, например цинк, в результате чего образуется защитный слой толщиной от десятков до сотен микрон. Газотермическое напыление также применяется для продления жизни изношенных узлов оборудования: от восстановления рулевой рейки в автосервисе до нефтедобывающих компаний^[7].

Термодиффузионное цинковое покрытие[править | править вики-текст]

Для эксплуатации металлоизделий в агрессивных средах, необходима более стойкая антикоррозионная защита поверхности металлоизделий. Термодиффузионное цинковое покрытие является анодным по отношению к чёрным металлам и электрохимически защищает сталь от коррозии. Оно обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах, поэтому не происходит отслаивания и скалывания покрытий при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий^[8].

Диффузионное цинкование, осуществляемое из паровой или газовой фазы при высоких температурах (375—850 °C), или с использованием разрежения (вакуума) — при температуре от 250 °C, применяется для покрытия крепёжных изделий, труб, деталей арматуры и др. конструкций. Значительно повышает стойкость стальных, чугунных изделий в средах, содержащих сероводород (в том числе против сероводородного коррозионного растрескивания), промышленной атмосфере, морской воде и др. Толщина диффузионного слоя зависит от температуры, времени, способа цинкования и может составлять 0,01—1,5 мм. Современный процесс диффузионного цинкования позволяет образовывать покрытие на резьбовых поверхностях крепёжных изделий, без затруднения их последующего свинчивания. Микротвёрдость слоя покрытия Hμ = 4000 — 5000МПа. Диффузионное цинковое покрытие также значительно повышает жаростойкость стальных и чугунных изделий, при температуре до 700 °C. Возможно получениелегированных диффузионных цинковых покрытий, применяемое для повышения их служебных характеристик.

Кадмирование[править | править вики-текст]

Покрытие стальных деталей кадмием производится методами, аналогичными цинкованию, но даёт более сильную защиту, особенно в морской воде. Применяется значительно реже из-за значительной токсичности кадмия и его дороговизны.

Хромирование[править | править вики-текст]

Основная статья: Хромирование

Покрытие стальных деталей хромом.

 

3) ПЭЛ - медный обмоточный провод с лаком на масляной основе, диаметр медной жилы 0,02...2,44, макс. рабочая т-ра 105 градусов С.

Билет № 7 (На самом деле это 8-ой билет, но я что-то сомневаюсь, что старик сюда зайдёт, чтобы что-то проверить и исправить. Так что не удивляйтесь, если у кого то будет два билета под номером 7. И не радуйтесь. Вопросы все равно разные… Ну, разве что 2-ые и 3-ие вопросы повторяются…)

1. Стали: состав, примеси, влияние углерода.

2. Сущность технологических процессов литья (Лол, такой же вопрос, как и в 1-ом билете)

3.Расшифровать:ПЭВ-1

1) Сталь (от нем. Stahl)^[1] — сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в стали не более 2,14 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).

Существует множество способов классификации сталей, таких как по назначению, по химическому составу, по качеству, по структуре.

По назначению стали делятся на множество категорий, таких как конструкционные стали, коррозионно стойкие (нержавеющие) стали, инструментальные стали, жаропрочные стали, криогенные стали.

По химическому составу стали делятся на углеродистые^[3] и легированные^[4]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—2 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов.

Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

По структуре сталь разделяется на аустенитную, ферритную, мартенситную, бейнитную и перлитную. Если в структуре преобладают две и более фаз, то сталь разделяют надвухфазную и многофазную.